KR20200121763A - 광 통신 모듈 - Google Patents

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KR20200121763A
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Abstract

본 발명에서는 광 통신 모듈이 개시된다. 상기 광 통신 모듈은, 서브 마운트와, 서브 마운트 상에 배치된 발광 소자 및 수광 소자를 포함하는 광 통신 모듈로서, 서브 마운트는, 발광 소자 및 수광 소자와 전기적으로 연결되는 패턴층과, 절연층을 사이에 두고 패턴층과 마주하게 배치되는 도전층을 포함한다.
본 발명에 의하면, 서로 다른 신호가 소통되는 도전 패턴들 사이에서 고주파 노이즈 성분의 전파에 따른 크로스 토크 또는 혼선에 의한 전송/수신 데이터의 오류가 차단될 수 있는 광 통신 모듈이 제공된다.

Description

광 통신 모듈{Optical communication module}
본 발명은 광 통신 모듈에 관한 것이다.
광 통신 모듈은, 전기적인 신호를 광학적인 신호로 변환하고 광 섬유를 통하여 광 신호를 전송하기 위한 발광 소자와, 광 섬유를 통하여 수신된 광학적인 신호를 전기적인 신호로 변환하기 위한 수광 소자를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자와 수광 소자는 서브 마운트 상에 장착될 수 있는데, 서브 마운트 상에 형성된 것으로 발광 소자와 연결되어 있는 도전 패턴과, 수광 소자와 연결되어 있는 도전 패턴 사이에는, 크로스 토크 또는 혼선 등의 오류가 발생될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 신호가 소통되는 도전 패턴 사이의 크로스 토크 또는 혼선으로 인하여, 고주파 노이즈 성분의 혼입에 따른 전송 데이터 또는 수신 데이터에 오류가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는 서로 다른 신호가 소통되는 도전 패턴들 사이에서 고주파 노이즈 성분의 전파에 따른 크로스 토크 또는 혼선에 의한 전송/수신 데이터의 오류가 차단될 수 있는 광 통신 모듈을 포함한다.
상기와 같은 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 광 통신 모듈은,
서브 마운트와, 상기 서브 마운트 상에 배치된 발광 소자 및 수광 소자를 포함하는 광 통신 모듈로서,
상기 서브 마운트는, 상기 발광 소자 및 수광 소자와 전기적으로 연결되는 패턴층과, 절연층을 사이에 두고 상기 패턴층과 마주하게 배치되는 도전층을 포함한다.
예를 들어, 상기 도전층은, 상기 패턴층을 소통하는 고주파 노이즈 성분을 도전층으로 바이패스 시키는 바이패스 커패시턴스를 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 서브 마운트는, 상기 수광 소자 및 수광 소자와 연결된 패턴층이 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 영역에는 상기 발광 소자 및 발광 소자와 연결된 패턴층이 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 도전층은, 상기 제1, 제2 영역을 포함하는 서브 마운트의 전체 면적에 걸쳐서 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 도전층은, 상기 제1 영역에만 선택적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 도전층은, 상기 제2 영역에만 선택적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 도전층은, 상대적으로 넓은 제2 영역을 커버하면서 제1 영역에 대응되는 부분에는 오프닝이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 서브 마운트는,
기저 기판과, 상기 기저 기판 상에 형성된 상기 절연층과, 상기 절연층 상에 형성된 상기 도전층과, 상기 도전층 상에 형성된 상기 패턴층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 서브 마운트는, 상기 도전층 상에 형성된 것으로, 상기 발광 소자 및 수광 소자의 위치 정렬을 위한 정렬 가이드를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 정렬 가이드는 상기 발광 소자 및 수광 소자의 서로 다른 두 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 패턴층 중에서 일부 패턴층은, 상기 서브 마운트로부터 소정의 높이로 부상된 형태로 연장되는 와이어에 의해 상기 발광 소자 또는 수광 소자와 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자와 연결되어 전기적인 신호를 출력하는 신호 전송용 IC 및 상기 수광 소자와 연결되어 전기적인 신호가 입력되는 신호 수신용 IC를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 신호 전송용 IC는, 영상 신호의 전송을 위한 영상 전송용 IC 및 보조 신호의 전송을 위한 보조 신호 전송용 IC를 포함할 수 있고,
상기 신호 수신용 IC는, 보조 신호 수신용 IC를 포함할 수 있으며,
상기 발광 소자는, 상기 영상 전송용 IC와 연결되는 제1 내지 제4 발광 소자와 상기 보조 신호 전송용 IC와 연결되는 제5 발광 소자를 포함하며,
상기 수광 소자는, 상기 보조 신호 수신용 IC와 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 영상 전송용 IC와, 보조 신호 전송용 IC와, 보조 신호 수신용 IC는, 서브 마운트의 서로 다른 측면을 바라보도록 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 내지 제5 발광 소자와, 상기 수광 소자는, 각각의 IC가 배치된 서브 마운트의 서로 다른 측면을 바라보도록 서브 마운트의 중앙을 둘러싸는 배열을 형성할 수 있다.
본 발명의 광 통신 모듈에 의하면, 발광 소자 및 수광 소자가 장착되는 서브 마운트에 고주파 노이즈 성분을 바이패스 시킬 수 있는 바이패스 커패시턴스를 제공함으로써, 고주파 노이즈 성분을 제거할 수 있으며, 서로 다른 신호가 소통되는 도전 패턴들 사이에서 고주파 노이즈 성분의 전파에 따른 크로스 토크 또는 혼선을 방지할 수 있다.
도 1에는 본 발명의 광 통신 모듈이 적용될 수 있는 전체 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 광 통신 모듈의 평면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 3에는 도 2에 도시된 광 통신 모듈 중 서브 마운트의 단면 구조를 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 4 내지 도 10에는, 도 2에 도시된 광 통신 모듈의 형성을 위한 각 공정 별로 도면이 도시되어 있고, 각각의 도 4 내지 도 10에서, (a)는 각 공정에 따른 광 통신 모듈의 평면 구조를 보여주며, (b)는 각 공정에 따른 광 통신 모듈의 개략적인 단면 구조를 보여준다.
도 11에는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광 통신 모듈의 평면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 12에는, 도 11에 도시된 광 통신 모듈 중 서브 마운트의 개략적인 단면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 13에는, 도 11에 도시된 광 통신 모듈의 형성을 설명하기 위한 도면으로, 도 13에서, (a)는 도시된 공정에 따른 광 통신 모듈의 평면 구조를 보여주며, (b)는 도시된 공정에 따른 광 통신 모듈의 개략적인 단면 구조를 보여준다.
도 14에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광 통신 모듈의 평면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 15에는 도 14에 도시된 광 통신 모듈 중 서브 마운트의 개략적인 단면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도 16에는, 도 14에 도시된 광 통신 모듈의 형성을 설명하기 위한 도면으로, 도 16에서, (a)는 도시된 공정에 따른 광 통신 모듈의 평면 구조를 보여주며, (b)는 도시된 공정에 따른 광 통신 모듈의 개략적인 단면 구조를 보여준다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 광 통신 모듈에 대해 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 광 통신 모듈(M)이 적용될 수 있는 전체 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 영상 신호를 생성하는 AV 소스로서의 소스 기기와, 소스 기기의 영상 신호로부터 영상 이미지를 구현하기 위한 싱크 기기는 광 통신을 매개하기 위한 광 섬유(F)를 통하여 데이터 통신을 수행할 수 있고, 소스 기기와 광 섬유(F) 사이와, 싱크 기기와 광 섬유(F) 사이에는 각각 본 발명의 일 실시형태에 따른 광 통신 모듈(M)이 개재될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광 통신 모듈(M)은, 소스 기기와 광 섬유(F) 사이에 개재되어 소스 기기의 데이터를 광 섬유(F)를 통하여 송신하는 송신 모듈(T)로 기능하거나, 또는 싱크 기기와 광 섬유(F) 사이에 개재되어 광 섬유(F)를 통하여 수신된 데이터를 싱크 기기로 전달하는 수신 모듈(R)로 기능할 수도 있다.
이하에서는, 송신 모듈(T)로 기능하는 광 통신 모듈(M)을 위주로 설명되어 있으나, 본 발명의 광 통신 모듈(M)은 수신 모듈(R)로 기능할 수도 있으며, 송신 모듈(T) 또는 수신 모듈(R)로 기능하는 광 통신 모듈(M)은 각각 양 방향 통신을 수행하는 것으로, 각각의 송신 모듈(T) 및 수신 모듈(R)은 발광 소자(TX)와 수광 소자(RX)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 소스 기기는, 영상 신호를 생성하는 AV 소스로서, 컴퓨터, 게임기, 휴대폰, 디지털 카메라 등으로 예시될 수 있으며, 상기 싱크 기기는, 소스 기기의 영상 신호로부터 영상 이미지를 구현하기 위한 것으로, 텔레비전, 프로젝터와 같은 영상 기기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광 통신 모듈(M)은, 소스 기기 또는 싱크 기기 중 어느 하나의 기기와 광 섬유(F) 사이에 연결되어 전기적인 신호를 광학적인 신호로 변환하고 광 섬유(F)를 통하여 상대편 기기에 광 신호를 전송하기 위한 발광 소자(TX)와, 광 섬유(F)를 통하여 상대편 기기로부터 수신된 광학적인 신호를 전기적인 신호로 변환하여 전달하기 위한 수광 소자(RX)를 포함할 수 있다.
송신 모듈(T)로 기능하는 광 통신 모듈(M)에서, 상기 발광 소자(TX)는, 주 데이터 신호를 송신하기 위한 제1 내지 제4 발광 소자(TX1, TX2, TX3, TX4)를 포함할 수 있고, 보조 데이터를 송신하기 위한 제5 발광 소자(TX5)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 발광 소자(TX1, TX2, TX3, TX4)는 R,G,B의 비디오 데이터를 픽셀 클럭에 동기하여 전송하기 위한 채널로서 3개의 TMDS(Transition-minimized differential signaling) 채널(L1,L2,L3)과 TMDS 클럭을 전송하기 위한 채널로서 TMDS 클럭 채널(CLK)을 형성할 수 있다. 상기 제5 발광 소자(TX5) 및 상기 수광 소자(RX)는, 싱크 기기의 구성 정보 및 제어 정보인 EDID(Extended Display Identification Data) 및 싱크 기기의 수신 조건 정보인 DPCD(Display Port Configuration Data) 등에 관한 보조 데이터(AUX)를 송수신하기 위한 채널을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 발광 소자(TX1, TX2, TX3, TX4)는 주 데이터의 전송을 위한 채널을 형성하는 것으로, 영상 전송용 IC와 연결될 수 있고, 제5 발광 소자(TX5) 및 수광 소자(RX)는 각각 보조 신호 전송용 IC 및 보조 신호 수신용 IC와 연결될 수 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 광 통신 모듈(M)의 평면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 3에는 도 2에 도시된 광 통신 모듈(M) 중 서브 마운트(S)의 단면 구조를 개략적으로 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 각 IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC, 보조 신호 수신용 IC)는, 서로 간의 데이터 통신을 위한 신호 라인과, 공통적인 접지 전압의 공유를 위한 접지 라인을 통하여 서로 연결될 수 있다. 상기 신호 라인 및 접지 라인은 서브 마운트(S) 상에 형성된 신호 패턴층(P1) 및 접지 패턴층(P2)을 포함할 수 있고, 상기 신호 패턴층(P1) 및 접지 패턴층(P2)과 달리, 서브 마운트(S)로부터 소정의 높이로 부상된 형태로 연장되는 신호 와이어(W1) 및 접지 와이어(W2)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 신호 라인 및 접지 라인은, 서로 다른 형태의 배선, 즉, 서브 마운트(S) 상에 패턴화된 층 형태의 패턴층(P) 및 서브 마운트(S)로부터 소정의 높이로 부상된 와이어(W) 형태로 형성되는데, 신호 라인 및 접지 라인이 서로 다른 형태로 형성됨으로써, 서로 다른 신호를 소통하는 라인들 간의 충분한 유격을 확보할 수 있고, 이에 따라 서로 다른 라인들 간의 혼선이나 크로스 토크를 방지할 수 있으며, 배선의 형성 공정에서 작업성이 향상될 수 있다. 상기 신호 라인 및 접지 라인은 도전성이 우수한 금속 소재로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 도전성이 우수한 구리, 금, 은 등의 패턴층(P) 또는 와이어(W)로 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)는 서브 마운트(S) 상에 형성된 정렬 가이드(A)의 안내에 따라 서브 마운트(S) 상에서 정 위치에 정렬될 수 있는데, 서브 마운트(S)로부터 소정의 높이로 정렬 가이드(A)를 가로질러 연장되는 와이어(W)를 통하여, 정렬 가이드(A)와의 물리적인 간섭을 피하여 정렬 가이드(A)에 의해 둘러싸인 발광 소자(TX) 또는 수광 소자(RX)와 연결될 수 있다.
도면을 참조하면, 상기 서브 마운트(S)는, 서로 다른 층 구조가 서로에 대해 적층된 적층 구조로 이루어질 수 있는데, 보다 구체적으로, 상기 서브 마운트(S)는 기저 기판(10)과, 상기 기저 기판(10) 상에 형성된 도전층(20)과, 도전층(20) 상에 형성된 절연층(30)과, 절연층(30) 상에 형성된 패턴층(P) 및 정렬 가이드(A)를 포함할 수 있다.
상기 기저 기판(10)은 서브 마운트(S)의 베이스를 형성하는 것으로, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다. 상기 기저 기판(10)은 그 위에 순차적으로 형성되는 도전층(20), 절연층(30) 및 패턴층(P) 등을 지지해줄 수 있다. 상기 도전층(20)은 절연층(30)을 사이에 두고 패턴층(P)과 용량성 결합을 형성할 수 있고, 상기 도전층(20)은 절연층(30)을 사이에 두고 패턴층(P)과 마주하여 정전 용량, 즉, 바이패스 커패시턴스(bypass capacitance)를 형성할 수 있다. 상기 도전층(20)은 패턴층(P)과 용량성 결합을 형성함으로써, 패턴층(P)을 소통하는 고주파 노이즈 성분을 도전층(20)으로 바이패스 시킬 수 있고, 바이패스 커패시턴스(bypass capacitance)를 통하여 패턴층(P)의 고주파 노이즈 성분을 제거함으로써, 패턴층(P)의 노이즈 성분을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 서브 마운트(S)의 도전층(20)은, 서브 마운트(S)의 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다. 즉, 상기 서브 마운트(S)의 도전층(20)은, 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P) 및 발광 소자(TX)와 연결된 패턴층(P)과 용량성 결합을 형성하여, 이들 패턴층(P)으로부터 고주파 노이즈 성분을 제거할 수 있고, 수광 소자(RX)와 발광 소자(TX)의 패턴층(P)을 통하여 소통되는 신호 및 접지 전압을 안정화시킬 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여, 도 2에 도시된 광 통신 모듈(M)의 형성에 대해 설명하기로 한다. 참고로 각각의 도 4 내지 도 10에서, (a)는 각 공정에 따른 광 통신 모듈(M)의 평면 구조를 보여주며, (b)는 각 공정에 따른 광 통신 모듈(M)의 개략적인 단면 구조를 보여준다.
먼저, 도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)를 안착시킬 수 있는 서브 마운트(S)를 형성한다. 보다 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 서브 마운트(S)의 기저 기판(10)을 형성한다. 예를 들어, 상기 기저 기판(10)은, 실리콘 웨이퍼로 제공될 수 있다.
다음에, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기저 기판(10) 상에 도전층(20)을 형성한다. 본 발명의 일 실시형태에서 상기 도전층(20)은 기저 기판(10)의 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 도전층(20)은 기저 기판(10)에 대한 증착을 통하여 기저 기판(10)의 전체 면적에 걸쳐서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 도전층(20)은 전기적인 도전 특성이 우수한 금, 은, 구리와 같은 금속 소재로 형성될 수 있다.
다음에, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 도전층(20) 상에 절연층(30)을 형성한다. 상기 절연층(30)은 폴리이미드(polyimide)의 코팅이나 유전 물질(dielectric material)의 증착을 통하여 형성될 수 있다. 상기 절연층(30)은 도전층(20) 상에 전체 면적에 걸쳐서 형성될 수 있다.
다음에, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(30) 상에, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결되는 패턴층(P)을 정의하기 위한 패턴 마스크(40)를 형성한다. 상기 패턴 마스크(40)는 포토 리지스트로 형성될 수 있다.
다음에, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 패턴 마스크(40) 상에 금속층(미도시)을 증착하고 패턴 마스크(40)의 리프트 오프(lift off)를 통하여 패턴 마스크(40) 및 패턴 마스크(40) 상에 형성된 금속층(미도시)을 함께 제거한다. 이에 따라, 상기 절연층(30) 상에는 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결되는 다수의 패턴층(P)이 형성될 수 있다.
다음에, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 패턴층(P) 상에, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)를 정 위치에 정렬시키기 위한 정렬 가이드(A)를 형성한다. 예를 들어, 상기 정렬 가이드(A)는 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)의 서로 다른 두 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)는 대략 사각형 형태로 형성될 수 있으며, 상기 정렬 가이드(A)는 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)의 서로 맞닿는 두 측면을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 정렬 가이드(A)는 상기 패턴층(P) 상에 폴리머층(미도시)을 전면 형성한 후 포토 리소그래피(photolithography)와 같은 적정의 패턴 공정을 통하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 패턴층(P) 상에는 상기 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)의 서로 다른 두 측면을 둘러싸는 다수의 정렬 가이드(A)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 도 4 내지 도 9에 도시된 공정을 통하여, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)를 안착시킬 수 있는 서브 마운트(S)가 형성될 수 있고, 이후에, 도 10에 도시된 바와 같이, 서브 마운트(S) 상에 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)를 안착시킬 수 있다.
즉, 상기 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)는, 서브 마운트(S)에 형성된 정렬 가이드(A)의 안내에 따라 서브 마운트(S) 상에서 정해진 정 위치에 정렬될 수 있다. 그리고, 정 위치에 정렬된 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)는 패턴층(P)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)의 전극과 패턴층(P) 사이에 솔더링 물질(미도시)을 개재하여 이들을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 패턴층(P) 간의 연결에서, 일부 패턴층(P)에 대해서는 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)가 직접 연결될 수 있고, 다른 일부 패턴층(P)에 대해서는 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)가 직접 연결되지 않고, 와이어(W)를 개재하여 패턴층(P)과 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)가 연결될 수도 있다. 예를 들어, 와이어(W)의 일단을 발광 소자(TX) 또는 수광 소자(RX)의 전극에 연결하고 와이어(W)의 타단을 패턴층(P)에 연결하는 와이어 본딩을 통하여 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 패턴층(P)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
마지막으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P)과 각 IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC, 보조 신호 수신용 IC)를 전기적으로 연결한다. 패턴층(P)과 각 IC의 연결은 와이어 본딩으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 와이어(W)의 일단을 패턴층(P)에 연결하고, 와이어(W)의 타단을 각 IC의 전극에 연결하는 와이어 본딩을 통하여 패턴층(P)과 각 IC가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 서브 마운트(S)는 대략 사각형 형상으로 형성될 수 있고, 각 IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC, 보조 신호 수신용 IC)는 서브 마운트(S)의 서로 다른 측면에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 각 IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC, 보조 신호 수신용 IC)는 서브 마운트(S)의 외부에서 서브 마운트(S)의 서로 다른 측면을 바라보도록 배치될 수 있다. 그리고, 각 IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC, 보조 신호 수신용 IC)와 전기적으로 연결되는 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)는 연결 대상이 되는 각 IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC, 보조 신호 수신용 IC)가 배치된 측면을 향하도록 서브 마운트(S)의 중심을 둘러싸는 배열을 형성할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)는, 서브 마운트(S)의 중심으로부터 방사상으로 서로 겹쳐지지 않도록 서브 마운트(S)의 중심을 둘러싸도록 배열될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 내지 제4 발광 소자(TX1,TX2,TX3,TX4)는, 영상 전송용 IC와 연결될 수 있고, 제5 발광 소자(TX5) 및 수광 소자(RX)는 각각 보조 신호 전송용 IC 및 보조 신호 수신용 IC와 연결될 수 있다.
도 11에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광 통신 모듈(M)의 평면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 12에는 도 11에 도시된 광 통신 모듈(M) 중 서브 마운트(S)의 개략적인 단면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 광 통신 모듈(M) 또는 광 통신 모듈(M)의 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)가 안착되는 서브 마운트(S)는, 수광 소자(RX) 및 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P, 이하 수광 소자 RX 등)이 형성된 제1 영역(Z1)과, 발광 소자(TX) 및 발광 소자(TX)와 연결된 패턴층(P, 이하 발광 소자 TX 등)이 형성된 제2 영역(Z2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 영역(Z2)은, 수광 소자(RX) 등이 형성된 제1 영역(Z1)을 제외한 서브 마운트(S)의 나머지 영역으로 정의될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 상기 제1 영역(Z1)과 제2 영역(Z2)은 서로 다른 적층 구조를 가질 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 서브 마운트(S)는, 기저 기판(10)과, 상기 기저 기판(10) 상에 형성된 도전층(20)과, 도전층(20) 상에 형성된 절연층(30)과, 절연층(30) 상에 형성된 패턴층(P) 및 정렬 가이드(A)를 포함하는 적층 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 상기 도전층(20)은 서브 마운트(S)의 전체 면적에 걸쳐서 형성되지 않고, 제1 영역(Z1)에만 선택적으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 수광 소자(RX) 등이 형성된 제1 영역(Z1)에만 선택적으로 도전층(20)이 형성될 수 있고, 상기 발광 소자(TX) 등이 형성된 제2 영역(Z2)에는 도전층(20)이 형성되지 않을 수 있다. 이와 같이, 수광 소자(RX) 등이 배치된 제1 영역(Z1)과 발광 소자(TX) 등이 배치된 제2 영역(Z2)에서 서로 다른 적층 구조를 적용함으로써, 수광 소자(RX) 등이 형성된 제1 영역(Z1)과 발광 소자(TX) 등이 형성된 제2 영역(Z2)이 제1, 제2 영역(Z2)을 가로질러 연장되는 도전층(20)을 통하여 서로 전기적으로 연결됨으로써, 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P)과 발광 소자(TX)와 연결된 패턴층(P) 사이에서 혼선이나 크로스 토크를 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 발광 소자(TX)와 연결된 패턴층(P)은 발광 소자(TX)로 입력되는 전기적인 신호를 소통하기 위한 구성이며, 상기 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P)은, 상기 수광 소자(RX)로부터 출력되는 전기적인 신호를 소통하기 위한 구성이다. 이때, 상기 발광 소자(TX)와 연결된 패턴층(P)은, IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC)로부터 생성된 신호를 발광 소자(TX)로 입력하기 위한 구성으로, 비교적 짧은 전송 경로를 통하여 발광 소자(TX)로 입력되므로, 비교적 짧은 전송 경로를 통하여 고주파 노이즈 성분이 개입될 개연성이 크지 않다. 그러나, 상기 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P)은, 광 섬유(F)를 통하여 상대방 기기로부터 비교적 먼 전송 경로를 통하여 수신된 광 신호를 수광 소자(RX)를 통하여 전기적인 신호로 변환한 후에, 변환된 전기적인 신호를 IC(보조 신호 수신용 IC)로 입력하기 위한 구성으로, 비교적 먼 전송 경로를 통하여 고주파 노이즈 성분이 개입될 개연성이 크다. 이와 같이, 발광 소자(TX, 또는 발광 소자 TX와 연결된 패턴층 P) 보다는 상대적으로 고주파 노이즈 성분에 대해 취약한 수광 소자(RX, 또는 수광 소자 RX와 연결된 패턴층 P)에 대해, 정전 용량, 즉, 바이패스 커패시턴스(bypass capacitance)를 제공함으로써, 고주파 노이즈 성분을 도전층(20)으로 바이패스 시킬 수 있다. 즉, 수광 소자(RX) 등이 형성된 제1 영역(Z1)에만 선택적으로 도전층(20)을 형성함으로써, 수광 소자(RX) 등이 형성된 제1 영역(Z1)과 발광 소자(TX) 등이 형성된 제2 영역(Z2)이 제1, 제2 영역(Z2)을 가로질러 연장되는 도전층(20)을 통하여 서로 전기적으로 연결됨으로써, 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P)과 발광 소자(TX)와 연결된 패턴층(P) 사이에서 혼선이나 크로스 토크를 방지할 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여, 도 11에 도시된 광 통신 모듈(M)의 형성에 대해 설명하기로 한다. 참고로 도 13에서, (a)는 도시된 공정에 따른 광 통신 모듈(M)의 평면 구조를 보여주며, (b)는 도시된 공정에 따른 광 통신 모듈(M)의 개략적인 단면 구조를 보여준다.
먼저, 서브 마운트(S)의 기저 기판(10)을 형성하고, 다음에, 상기 기저 기판(10) 상에 도전층(20)을 형성한다. 이때, 상기 도전층(20)은 수광 소자(RX) 등이 배치되는 제1 영역(Z1)에만 선택적으로 형성될 수 있고, 제1 영역(Z1)을 제외한 제2 영역(Z2), 그러니까, 발광 소자(TX) 등이 배치되는 제2 영역(Z2)에는 도전층(20)을 형성하지 않을 수 있다. 그리고, 상기 도전층(20) 상에 절연층(30)을 형성한다.
이후의 공정은 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명된 바와 사실상 같다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결되는 패턴층(P)을 정의하기 위한 패턴 마스크(40)를 형성하고, 상기 패턴 마스크(40) 상에 금속층(미도시)을 증착한 후, 패턴 마스크(40)의 리프트 오프(lift off)를 통하여 패턴 마스크(40) 및 패턴 마스크(40) 상에 형성된 금속층(미도시)을 함께 제거함으로써, 상기 절연층(30) 상에는 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결되는 다수의 패턴층(P)을 형성한다.
다음에, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 패턴층(P) 상에, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)를 정 위치에 정렬시키기 위한 정렬 가이드(A)를 형성하고, 상기 정렬 가이드(A)의 안내에 따라 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)를 안착시키고, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 패턴층(P)을 서로 전기적으로 연결한다.
마지막으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P)과 각 IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC, 보조 신호 수신용 IC)를 전기적으로 연결한다. 예를 들어, 패턴층(P)과 각 IC의 연결은 와이어 본딩(와이어 W)으로 이루어질 수 있다.
도 14에는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 광 통신 모듈(M)의 평면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 15에는 도 14에 도시된 광 통신 모듈(M) 중 서브 마운트(S)의 개략적인 단면 구조를 보여주는 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 광 통신 모듈(M) 또는 광 통신 모듈(M)의 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)가 안착되는 서브 마운트(S)는, 수광 소자(RX) 및 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P, 이하 수광 소자 RX 등)이 형성된 제1 영역(Z1)과, 발광 소자(TX) 및 발광 소자(TX)와 연결된 패턴층(P, 이하 발광 소자 TX 등)이 형성된 제2 영역(Z2)을 포함할 수 있고, 상기 제1 영역(Z1)과 제2 영역(Z2)은 서로 다른 적층 구조를 가질 수 있다.
도면을 참조하면, 상기 서브 마운트(S)는, 기저 기판(10)과, 상기 기저 기판(10) 상에 형성된 도전층(20)과, 도전층(20) 상에 형성된 절연층(30)과, 절연층(30) 상에 형성된 패턴층(P) 및 정렬 가이드(A)를 포함하는 적층 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시형태에서, 상기 도전층(20)은 서브 마운트(S)의 전체 면적에 걸쳐서 형성되지 않고, 제2 영역(Z2)에만 선택적으로 형성될 수 있다. 즉, 발광 소자(TX) 등이 형성된 제2 영역(Z2)에만 선택적으로 도전층(20)이 형성될 수 있고, 수광 소자(RX) 등이 형성된 제1 영역(Z1)에는 도전층(20)이 형성되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에서 상기 도전층(20)의 제1 영역(Z1)에 대응되는 부분에는 오프닝(OP)이 형성될 수 있다.
상기 도전층(20)은, 발광 소자(TX) 등이 형성된 제2 영역(Z2)에만 선택적으로 형성됨으로써, 수광 소자(RX)가 형성된 제1 영역(Z1)과 발광 소자(TX)가 형성된 제2 영역(Z2)이 제1, 제2 영역(Z2)을 가로질러 연장되는 도전층(20)을 통하여 서로 전기적으로 연결됨으로써, 수광 소자(RX)와 발광 소자(TX)의 패턴층(P) 간의 혼선이나 크로스 토크를 방지할 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P)은, 광 섬유(F)를 통하여 상대방 기기로부터 비교적 먼 전송 경로를 통하여 수신된 광 신호를 처리하기 위한 구성으로, 비교적 먼 전송 경로를 통하여 고주파 노이즈 성분이 개입될 개연성이 크며, 이때, 수광 소자(RX) 등이 배치된 제1 영역(Z1)과 발광 소자(TX) 등이 배치된 제2 영역(Z2)이 도전층(20)을 통하여 서로 전기적으로 연결되지 않도록 제2 영역(Z2)에만 선택적으로 도전층(20)을 형성함으로써, 도전층(20)을 통하여 제2 영역(Z2)에 배치된 발광 소자(TX) 등으로 노이즈 성분이 전파되는 것을 차단할 수 있다.
이하, 도 16을 참조하여, 도 14에 도시된 광 통신 모듈(M)의 형성에 대해 설명하기로 한다. 참고로 도 16에서, (a)는 도시된 공정에 따른 광 통신 모듈(M)의 평면 구조를 보여주며, (b)는 도시된 공정에 따른 광 통신 모듈(M)의 개략적인 단면 구조를 보여준다.
먼저, 서브 마운트(S)의 기저 기판(10)을 준비하고, 다음에, 상기 기저 기판(10) 상에 도전층(20)을 형성한다. 이때, 상기 도전층(20)은, 수광 소자(RX) 등이 배치되는 제1 영역(Z1)을 제외한 제2 영역(Z2), 그러니까, 발광 소자(TX) 등이 배치된 제2 영역(Z2)에만 선택적으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 도전층(20)은, 상대적으로 넓은 면적의 제2 영역(Z2)을 커버하면서 제1 영역(Z1)에 대응되는 부분에는 오프닝(OP)이 형성될 수 있다. 다음에, 상기 도전층(20) 상에 절연층(30)을 형성한다.
이후의 공정은 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명된 바와 사실상 같다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결되는 패턴층(P)을 정의하기 위한 패턴 마스크(40)를 형성하고, 상기 패턴 마스크(40) 상에 금속층(미도시)을 증착한 후, 패턴 마스크(40)의 리프트 오프(lift off)를 통하여 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결되는 다수의 패턴층(P)을 형성한다.
다음에, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 패턴층(P) 상에, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)를 정 위치에 정렬시키기 위한 정렬 가이드(A)를 형성하고, 상기 정렬 가이드(A)의 안내에 따라 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)를 안착시키고, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 패턴층(P)을 서로 전기적으로 연결한다.
마지막으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 발광 소자(TX) 및 수광 소자(RX)와 연결된 패턴층(P)과 각 IC(영상 전송용 IC, 보조 신호 전송용 IC, 보조 신호 수신용 IC)를 전기적으로 연결한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 기저 기판 20: 도전층
30: 절연층 40: 패턴 마스크
TX: 발광 소자 RX: 수광 소자
TX1~TX5: 제1 내지 제5 발광 소자
P: 패턴층 P1: 신호 패턴층
P2: 접지 패턴층 W: 와이어
W1: 신호 와이어 W2: 접지 와이어
S: 서브 마운트 A: 정렬 가이드
Z1: 제1 영역 Z2: 제2 영역
F: 광 섬유 op: 도전층의오프닝

Claims (16)

  1. 서브 마운트와, 상기 서브 마운트 상에 배치된 발광 소자 및 수광 소자를 포함하는 광 통신 모듈로서,
    상기 서브 마운트는, 상기 발광 소자 및 수광 소자와 전기적으로 연결되는 패턴층과, 절연층을 사이에 두고 상기 패턴층과 마주하게 배치되는 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도전층은, 상기 패턴층을 소통하는 고주파 노이즈 성분을 도전층으로 바이패스 시키는 바이패스 커패시턴스를 형성하는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서브 마운트는, 상기 수광 소자 및 수광 소자와 연결된 패턴층이 배치되는 제1 영역과, 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 영역에는 상기 발광 소자 및 발광 소자와 연결된 패턴층이 배치되는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 도전층은, 상기 제1, 제2 영역을 포함하는 서브 마운트의 전체 면적에 걸쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 도전층은, 상기 제1 영역에만 선택적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 도전층은, 상기 제2 영역에만 선택적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도전층은, 상대적으로 넓은 제2 영역을 커버하면서 제1 영역에 대응되는 부분에는 오프닝이 형성된 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 서브 마운트는,
    기저 기판과, 상기 기저 기판 상에 형성된 상기 절연층과, 상기 절연층 상에 형성된 상기 도전층과, 상기 도전층 상에 형성된 상기 패턴층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 서브 마운트는, 상기 절연층 상에 형성된 것으로, 상기 발광 소자 및 수광 소자의 위치 정렬을 위한 정렬 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 정렬 가이드는 상기 발광 소자 및 수광 소자의 서로 다른 두 측면을 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 패턴층 중에서 일부 패턴층은, 상기 서브 마운트로부터 소정의 높이로 부상된 형태로 연장되는 와이어에 의해 상기 발광 소자 또는 수광 소자와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자와 연결되어 전기적인 신호를 출력하는 신호 전송용 IC 및 상기 수광 소자와 연결되어 전기적인 신호가 입력되는 신호 수신용 IC를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 신호 전송용 IC는, 영상 신호의 전송을 위한 영상 전송용 IC 및 보조 신호의 전송을 위한 보조 신호 전송용 IC를 포함하고,
    상기 신호 수신용 IC는, 보조 신호 수신용 IC를 포함하며,
    상기 발광 소자는, 상기 영상 전송용 IC와 연결되는 제1 내지 제4 발광 소자와 상기 보조 신호 전송용 IC와 연결되는 제5 발광 소자를 포함하며,
    상기 수광 소자는, 상기 보조 신호 수신용 IC와 연결되는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 영상 전송용 IC와, 보조 신호 전송용 IC와, 보조 신호 수신용 IC는, 서브 마운트의 서로 다른 측면을 바라보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 내지 제5 발광 소자와, 상기 수광 소자는, 각각의 IC가 배치된 서브 마운트의 서로 다른 측면을 바라보도록 서브 마운트의 중앙을 둘러싸는 배열을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 통신 모듈.
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